Mutación de semillas de fríjol tépari haría cultivos resistentes a las sequías por el cambio climático

 Científicos evalúan en invernadero y condiciones de estrés –por calor y sequía– el cultivo de fríjol tépari, una leguminosa que por adaptarse a climas extremos forma parte de un proyecto de investigación que busca generar suficiente semilla para futuros ensayos en el Caribe colombiano, con los cuales planificarán su distribución a los agricultores afectados por las altas temperaturas y la escasez de agua.

La seguridad alimentaria mundial está amenazada por el agotamiento de los recursos hídricos y las temperaturas extremas, por lo que, ante estos efectos del calentamiento global, el fríjol tépari (Phaseolus acutifolius A. Gray), originario de los desiertos del suroeste de Estados Unidos y el norte de México, ofrece una alternativa prometedora para la agricultura en zonas áridas y semidesérticas.

Esta especie de fríjol tiene semillas pequeñas a medianas y sus colores incluyen blanco, café-amarillo y negro; además, no solo es resistente a la sequía, sino que también es más nutritivo que su pariente rojo: el fríjol común (P. vulgaris L.), ya que incluso contiene mayor cantidad de proteínas, que lo convierten en una opción considerable para la humanidad, y requiere pocos insumos, por eso es asequible para pequeños agricultores que no pueden permitirse el uso intensivo de maquinaria y productos agroquímicos.

El experimento es desarrollado en el invernadero de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira por un grupo de estudiantes de Ingeniería Agronómica liderado por la profesora Ligia Carmenza Muñoz Flórez, científica colombiana que se cuenta entre las pocas expertas que investigan esta especie de fríjol en el mundo, y quien ha trabajado de la mano con el botánico Daniel Debouck, especialista en fríjoles del Centro de Investigación en Agricultura Tropical (CIAT).

“El objetivo principal del proyecto es multiplicar las semillas de fríjol tépari bajo condiciones controladas, evaluar su rendimiento en ambientes de estrés hídrico y calórico, y por último seleccionar las mejores líneas para su cultivo a mayor escala en campo”, comenta la investigadora.

Aunque en la primera siembra adelantada en 2023 la producción de semillas no fue alta –ya que era la primera vez que se realizaba el experimento–, sí se obtuvo suficiente material para continuar con los ensayos de la segunda siembra, hoy en curso.

En el proceso de multiplicación las plantas se cultivan y las estudiantes las evalúan con frecuencia y luego se recolectan las semillas. Con cada ciclo de siembra ajustan las condiciones de cultivo para perfeccionar la producción y estudiar su comportamiento.

Mutaciones en el mejoramiento del fríjol tépari

En los estudios previos la profesora Muñoz observó que las variedades cultivadas tenían una diversidad genética baja, lo que limitaba su adaptabilidad a nuevas condiciones; por eso, entre  2011 y 2016 la Agencia Internacional de Energía Atómica (IAEA) en Viena (Austria) financió un proyecto de investigación del cual ella fue la directora científica.

Para lograr estas variaciones se implementó un proceso natural inducido, en el que las semillas se exponen a productos químicos que generan pequeñas alteraciones genéticas. “Estas variaciones no afectan la seguridad del cultivo ni su capacidad de cruzarse con otras plantas, lo que hace que este método sea aceptado en regiones como Europa, en donde los organismos genéticamente modificados (OGM) son rechazados. Este método de mutación es mucho menos controvertido que el uso de OGM, ya que no implica la inserción de genes foráneos”, explicó.

Así, el ensayo actual incluyó la siembra de semillas de un grupo de accesiones cultivadas y un grupo de líneas mutantes de frijol tépari. Las líneas mutantes se seleccionaron por su comportamiento favorable en ensayos realizados en el CIAT, bajo condiciones de estrés por calor y sequía.

Este proyecto ha dado frutos prometedores por el buen desarrollo y crecimiento de las plantas en condiciones extremas; el siguiente paso será evaluarlo en campo en zonas calientes del país como en la región Caribe, con el objetivo de establecer su viabilidad en un entorno real, para lo cual la científica está gestionando su financiamiento.

En dicha etapa analizarán el comportamiento de las plantas frente a plagas, enfermedades y condiciones ambientales, a fin de desarrollar un paquete tecnológico que se les pueda entregar a los agricultores. “Estamos muy avanzados, hay mucha estabilidad, pero necesitamos hacer un ensayo preliminar de evaluación para poder entregar la semilla”, señaló la científica.

Con la orientación continua de la profesora Muñoz, las estudiantes que participan en el proyecto se encargan de las labores diarias de riego, recolección de datos sobre germinación y crecimiento, y toma de muestras para análisis genéticos, actividades que les permiten adquirir experiencia en el manejo de cultivos y en la investigación aplicada. También se ha contado con el apoyo de los profesores Jaime Eduardo Muñoz y Carlos Germán Muñoz.

En países como México y Estados Unidos el fríjol tépari es consumido tradicionalmente por las comunidades rurales. “Además, la variedad blanca se podría utilizar en la industria alimentaria para la producción de fríjoles enlatados, como ocurre en otros mercados internacionales donde los consumen en el desayuno mezclado con salsas”, concluye la experta.

UNAL fortalece estrategias de comercialización de cacao con mujeres tumaqueñas

 El proceso de transformación de cacao en Tumaco es un trabajo que día a día realizan cientos de mujeres asociadas o emprendedoras para sobresalir a los hechos de violencia que han sufrido por varias décadas. Para potenciar las posibilidades de este cultivo tradicional en la generación de ingresos económicos, la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) brinda acompañamiento y capacitación a las cacaocultoras.

Muchas de ellas son mujeres rurales que adquieren el cacao en baba y con sus manos continúan el proceso de transformación que implica la selección del grano, el secado, el tostado y la elaboración y comercialización de productos con valor agregado como nibs, chocolate de mesa saborizado y chocolatinas, licores, cosméticos y bombones, entre otros.

A través de un grupo interdisciplinario, la UNAL Sede Tumaco, el Instituto de Estudios del Pacífico (IEP) y la Cámara de Comercio municipal desarrollan acciones que generen sostenibilidad, herramientas para implementar estrategias de promoción comercial, fortalecimiento comercial en redes sociales, asociatividad y alfabetización digital.

Según estudios realizados por la Cámara de Comercio de Tumaco, en el municipio hay 3.500 empresas registradas y 500 negocios en modalidad informal, el 60 % son empresas familiares y el 40 % son emprendimientos de diferentes grupos poblacionales.

El futuro en manos de las mujeres

El principal cambio en el territorio se relaciona con el hecho de que en el pasado las actividades en la finca eran realizadas principalmente por hombres, mientras que hoy son las mujeres quienes las realizan, especialmente los procesos de transformación del cacao.

A lo anterior se suman los talleres de capacitación y diferentes espacios de formación pensados desde las metodologías participativas que buscan involucrar a todos los participantes de la cadena del valor del cacao en estos territorios: adultos mayores, mujeres, jóvenes y adolescentes, y que además han llevado a crear una red de apoyo para afrontar juntas las violencias basadas en género y el conflicto armado.

“Con estas intervenciones se fortalecen las capacidades de las mujeres cacaocultoras, el valor y las formas de compartir sus conocimientos, la creación de emprendimientos, y mediante estos elementos, sus proyectos de vida y de permanencia en sus territorios”, señala el profesor Gabriel Barrero Tapias, director de la UNAL Sede Tumaco.

Transmisión de saberes y costumbres

La siembra de cacao fomenta oportunidades de empleo y conlleva transformaciones significativas en los hogares del Consejo Comunitario Rescate Las Varas, asentado en el corregimiento de San Luis Robles, a 45 minutos de la vía al mar que conduce de Tumaco a Chilvi.

Allí, 286 familias afrodescendientes forman parte de la Corporación de Asistencia Técnica Las Varas (Corpoteva) que desde 2009 brinda asistencia técnica y comercial para mantener viva esta tradición ancestral, que es base fundamental de la economía local.

Las 70 mujeres que conforman Corpoteva trabajan el cacao por tradición heredada de sus padres y abuelos. Ahora también se encargan de enseñarles a los más jóvenes los usos y costumbres alrededor de este cultivo ancestral. Mientras algunas siembran y cosechan, otras se dedican a la transformación de los “nibs” o pequeños trozos de granos de cacao fragmentados con sabor a chocolate, panela y coco.

“La capacitación recibida por parte del equipo de profesionales de la UNAL nos permitió elegir un nuevo nombre para este producto, seleccionar el empaque más adecuado e iniciar en el proceso de registrar la marca, además del estudio de validación. También nos capacitamos en el manejo de redes sociales para potenciar la comercialización”, afirma la representante legal Fanny Rodríguez Angulo.

El cacao de la paz

Otro caso es la Asociación de Cultivadores, Comercializadores y Procesadores de Cacao (Procacao), cuyos miembros encontraron en el cacao una forma de resiliencia ante el conflicto armado que afecta a los territorios del Pacifico nariñense. Este fruto fue una oportunidad para dejar a un lado los cultivos de coca, una de las principales fuentes de ingreso en esta región. Los cultivos de cacao tienen una alta rentabilidad y amplio mercado regional, nacional e internacional.

Conformada en un 80 % por mujeres víctimas de violencias de género y del conflicto, provenientes de diferentes veredas y corregimientos de Tumaco, el objetivo de Procacao es fortalecer 180 iniciativas productivas de cacao en temas técnicos, de producción, financieros y de transformación en productos de valor agregado como chocolate amargo, saborizado con clavos y canela, manteca de cacao, cobertura, licor, pulverizado y pastillas de 25 gramos.

“Mientras 40 mujeres en las veredas se encargan de la siembra y cosecha, 9 se dedican a la transformación de productos de valor agregado. El acompañamiento que recibimos de la UNAL nos permitió aprender cosas nuevas y eso hicimos, trabajar en equipo, relacionarnos con nuestros compañeros, llevar registros, analizar antes de negociar. Cuando llegaron los profesionales aprovechamos todas esas recomendaciones. Hemos visto avances y estamos dando mayor visibilidad a nuestros productos”, señala María Perpetua Calderón, tesorera de la Asociación.

Belleza o cosméticos

En cosmética, el extracto de cacao favorece la hidratación de la piel y el extracto del polvo de cacao tiene propiedades calmantes y combate los radicales libres.

“Antes de empezar a involucrarme en la producción de cosméticos a base de cacao realizaba diferentes labores. Ahora siento que el cacao es la principal motivación de mi vida. La capacitación que nos dio la UNAL me hizo descubrir que tengo más potencial para manejar las redes sociales que vender en tiendas físicas”, sostiene Lizeth Belalcázar, emprendedora de los productos de belleza “Rizos Emy”.

La joven emprendedora coordina con Corpoteva la fabricación de champú de banano y naidi, mascarilla de miel de caña y crema para peinar con base en cacao y 16 plantas medicinales que nutren e hidratan el cabello, y con sus fortalezas para manejar las redes sociales, logra mantener cautivo a un público virtual con una alta demanda de estos productos.

Con tiamina se combatiría la principal enfermedad de los cultivos de clavel

 La vitamina B1 sería efectiva para combatir el hongo Fusarium oxysporum, causante de la marchitez vascular, una de las principales amenazas de la flor de mayor exportación nacional. Los resultados de una investigación de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) evidencian que la tiamina se podría utilizar como alternativa para controlar esta enfermedad.

El investigador Walter Hernando Pérez Mora, químico y estudiante del Doctorado en Ciencias - Química de la UNAL, centró su investigación en el estudio de alternativas al control integral a este patógeno, trabajo dirigido por los profesores Luz Marina Melgarejo y Harold Duván Ardila Barrantes, en colaboración con académicos de la Universidad Militar Nueva Granada y de la Universidad de Córdoba (España).

Una alternativa al uso de plaguicidas

El hongo Fusarium oxysporum es uno de los principales desafíos para los cultivadores de claveles en Colombia, ya que puede causar pérdidas del 50 o 60 % de la producción. Este hongo se propaga por el suelo y se activa desde las raíces interrumpiendo el paso de agua y nutrientes a la flor, lo que puede causar la marchitez vascular y la pudrición basal, es decir que afecta tanto el tallo como las hojas de la planta.

Según Asocolflores, Colombia es líder mundial en la exportación de claveles. En 2023 se exportaron más de 48.000 toneladas a países como Estados Unidos, Japón, Holanda, Polonia y España, que representaron 285 millones de dólares para el país.

Tradicionalmente el control de este patógeno se ha basado en el uso intensivo de plaguicidas, una práctica no solo costosa, sino que además presenta riesgos significativos para el medioambiente y la salud humana.

La investigación del químico Pérez se enfoca en una solución más sostenible: activar el sistema inmunológico de la planta mediante el uso de tiamina, una vitamina comúnmente consumida por los humanos que ha demostrado ser efectiva en la inducción de resistencia en los claveles, y es toxicológicamente segura.

“En fitopatología la enfermedad no es lo normal, la enfermedad es una excepción a la regla, esto se da porque las plantas tienen un sistema inmunológico tan efectivo que solo los patógenos que han tenido un proceso de evolución junto con la planta logran realmente afectarla. Es el caso de F. oxysporum contra clavel, si se da la interacción puede ser devastador para el cultivo”, sostiene el investigador Pérez.

Resultados alentadores y proyecciones futuras

Mediante técnicas avanzadas como la proteómica –que estudia las proteínas a gran escala– y la metabolómica, que hace referencia al análisis de las pequeñas moléculas encargadas de los procesos bioquímicos en la célula, conocidas como metabolitos, el equipo de investigación comprobó que la tiamina no solo aumenta las defensas naturales de la planta con proteínas, sino que además promueve la producción de compuestos antioxidantes como los flavonoides, que protegen las células vegetales del daño.

Aunque los ensayos iniciales se han realizado en condiciones controladas de vivero, el siguiente paso es ampliar las pruebas a cultivos en campo. Los hallazgos representan un avance hacia un manejo más responsable y efectivo de los patógenos en la agricultura, alineado con los objetivos de sostenibilidad.

Además, esta vitamina ofrecería una alternativa más económica y segura que los plaguicidas y contribuye a generar propuestas de un manejo integral de la enfermedad con un enfoque en la sostenibilidad ambiental, ya que minimiza la contaminación del aire, el suelo, y el agua, lo que representa un beneficio para las comunidades rurales que dependen de la producción de claveles en Colombia, incluyendo a miles de mujeres campesinas.

Este hallazgo ha despertado un gran interés en el sector floricultor, pues un cultivo se podría perder completamente si es afectado por la enfermedad, que desde hace décadas se busca cómo combatirla.

Encuentran bacteria que protege los cultivos de arroz contra el añublo bacterial

 En Colombia, la bacteria Burkholderia glumae, causante de la enfermedad de la planta de arroz conocida como añublo bacterial, ocasiona pérdidas superiores al 75 % de la producción en los cultivos. El impacto económico y las dificultades para su control la han convertido en una de las principales preocupaciones del sector, pero una investigación adelantada en la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Bogotá halló una bacteria que podría combatirla y proteger las plantas de esta afección.

El añublo bacterial afecta la panícula del arroz –que es la parte de la planta donde se produce el grano– y se transmite por semillas y residuos de la cosecha. La afectación puede permanecer en la planta sin presentar síntomas, por lo que el productor no la nota sino hasta cuando ve que su cultivo no produjo granos.

Una de las señales de que la planta está contaminada con B. glumae es que está erguida, pues indica que no tiene muchos granos; por el contrario, si la planta está encorvada se deduce que produjo tantos granos de arroz, que hacen que la hoja se doble hacia un costado por su peso.

En su tesis doctoral en Ciencias Agrarias de la UNAL Sede Bogotá, la investigadora Luz Adriana Pedraza escogió la línea de Fitopatología, que es la ciencia que estudia las enfermedades de las plantas, y se enfocó en analizar los mecanismos de control biológico de la bacteria Bacillus IBUN 2755 del cepario del Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos de la UNAL.

Previamente se desarrolló una investigación el municipio de Saldaña (Tolima), la cual mostró que las plantas de arroz tratadas con la bacteria producían hasta 2 toneladas por hectárea más de grano, a diferencia de las no tratadas. A raíz de este precedente se analizó cómo actúa el microorganismo en los cultivos.

¿Cómo inicia la investigación?

La investigadora pasó del campo al laboratorio, donde secuenció el genoma de la bacteria Bacillus, es decir, exploró y buscó todos los genes que estarían asociados con posibles mecanismos de acción controladora que pudieran ayudar a prevenir la bacteria B. glumae.

En este proceso encontró que las bacterias Bacillus producen diferentes compuestos antihongos y antibacteriales. “Además de atacar directamente al patógeno, estos compuestos pueden funcionar como una vacuna que defendería la planta cuando entra en contacto con otros microorganismos, ya que las defensas están preparadas para un ataque posterior, lo que se conoce como inducción de resistencia”, señala la doctora Pedraza.

El siguiente paso fue hacer mutantes en los genes de los compuestos antimicrobianos para identificar si realmente estos estaban involucrados en la actividad protectora, teniendo en cuenta que la bacteria IBUN 2755 no se puede modificar genéticamente, como lo han demostrado estudios previos.

Por eso utilizó luz ultravioleta para intentar mutar el ADN de la bacteria IBUN 2755 y obtuvo 830 colonias mutantes, de las cuales solo una pierde su actividad en la caja de Petri (recipiente de incubación) y en plantas de arroz contra la bacteria que produce el añublo bacterial.

Además, en este trabajo se determinó que la cepa 2755 logra activar genes de defensa en la planta de arroz, pero el mutante no. Así que para saber qué dejaba de funcionar en el mutante, se estudiaron los metabolitos, y comparando con la cepa no mutada se encontraron pérdidas de 12 compuestos de tipo surfactinas, de lo que se deduce que estos compuestos son esenciales para la actividad de la bacteria IBUN 2755.

Sobre las posibilidades futuras de su hallazgo, la investigadora afirma que “si se generara un producto final, será necesario hacer un medio de cultivo que muestre la existencia de los compuestos (surfactinas), que ya se sabe que sirven para combatir la bacteria patógena, con el fin de realizar un control de calidad de dicho producto”.

Esta investigación representa no solo un avance significativo para la agricultura del país, al asegurar cosechas de arroz más saludables y abundantes, sino que además abre la puerta al desarrollo de productos para prevenir enfermedades en el cultivo de arroz, un alimento consumido por más de la mitad de la población mundial.

A diferencia de los pesticidas tradicionales, este nuevo producto, derivado de una bacteria que actúa como mecanismo de defensa natural, no contaminaría el aire ni el suelo, lo que lo convierte en una prometedora solución para el cuidado del medioambiente. Este avance mejoraría la productividad agrícola, y en última instancia contribuiría al progreso económico y ambiental del país.